\chapter{The Funnel: Connecting O and C}


\textit{我们的任务，你的任务……是试图连接各个点。}

\textit{\hfill ——唐纳德·拉姆斯菲尔德}

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论文的开头通常会指出一个重大问题，而挑战则定义了一个具体的问题。引言的主体部分必须将这些要素连接起来。它形成了沙漏中的漏斗，逐渐缩小焦点，引导读者从一般到具体，带他们进入故事，并框定知识缺口。在这里，你构建论点，表明要在大问题上取得进展，必须回答这些具体问题。

当你框定知识缺口时，你提供了理解故事所需的背景信息。在OCAR结构中，背景材料与开头无缝衔接——它是引入问题和主要角色的延伸，因此我不称其为独立部分（因此称为OCAR，而非OBCAR）。这与ABDCE结构形成对比，在这种结构中，初步行动后，必须回过头来填补背景信息，然后再进入发展，形成一个独立的故事要素。

框定知识缺口触及了SUCCES公式中核心要素，特别是意外性（U）和情感（E）。通过定义知识缺口，揭示知识之墙上的一个空白，你引发了疑问，激发了好奇心：答案是什么？然后你可以告诉我们如何解决问题，满足我们的好奇心。

如果你做得好，你可以将非常大的问题与非常狭窄的问题联系起来。例如，你可以论证，为了理解全球气候系统，我们需要研究北极冻土中的细菌，或者为了解决成年人的冠状动脉疾病，绘制早期胎儿心脏中ISL1+细胞的分布图。如果你做得不好，预计会收到拒信。

\section{漏斗的实例}

以下是气候化学领域一篇重要论文的引言。这是缩小漏斗的极端例子。开头指出了全球范围内的问题（全球变暖），而研究则定义了单一化学反应的速率常数。论文必须说服读者，这项极其有限的实验室研究对理解全球气候系统有所贡献，这确实是成功的。这需要仔细的工作，将全球问题与分子层面联系起来。

在例子6.1中，我用大括号中的数字（例如【1】）标识重要点，并省略引用，以便更容易阅读文本。

\begin{quote}
例子6.1 

\textit{【1】 在所有的微量对流层物质中（不包括H2O和CO2），甲烷对大气的红外加热贡献最大。 【2】 甲烷也是对流层中最丰富的碳氢化合物，调节OH自由基的浓度，并作为CO的来源。【3】 甲烷输送到平流层通过Cl + CH4反应为氯催化的臭氧破坏提供了终止步骤。甲烷在平流层的氧化是该区域水蒸气的重要来源。在过去的十年中，甲烷在对流层的丰度以每年16到13个10\^{}9体积分率（p.p.b.v.）的速度增加。【4】 甲烷的总输入及其不同来源的身份和强度尚不明确。【5】 为了理解甲烷的气候效应，并可能进行调控，我们需要这些参数。【6】 目前，甲烷进入大气的总通量是根据测量的稳态丰度和已知的甲烷去除率估算的。普遍认为，甲烷在对流层中化学降解的唯一过程是与OH的反应。【7】 因此，如下反应的的速率系数k1
$$ \text{OH} + \text{CH}_4 \rightarrow  \text{CH}_3 +\text{H}_2\text{O} $$
在估算甲烷总通量时是重要的。其他损失过程预计是次要途径，包括表面沉积以及在下平流层和上对流层与Cl原子的反应。\\
【8】 对现有数据的仔细检查表明，仅有三项研究测量了低于298 K的k1，这是大气中最重要的温度范围。只有Davis等人将k1测量到240 K。这个反应是缓慢的。因此，在低温下，实验系统中反应性杂质的存在和次级反应的发生可能导致k1的高估。【9】 我们使用一种实验方法研究这个反应，可以最小化次级化学反应并减少系统误差。}

\end{quote}

【1】 这是开头，框定了关于大气甲烷（CH4）和温室效应的故事，目标受众广泛——包括对全球变暖感兴趣的任何人，这无疑包括《自然》的编辑和读者。 

【2】 第二句引入了这个故事中的另一个关键角色——OH（羟基自由基）。通过指出CH4“调节”OH，作者假设读者知道OH的重要性（这是这篇短文中的必要缺陷）。 

【3】 这一部分补充了CH4在全球系统中重要性的相关信息。然而，由于主要故事线从CH4转向OH，这些材料可能显得不合时宜——它又回到了开头关于CH4重要性的内容。但作者显然认为尽早引入OH自由基是重要的。因此，这一结构创造了一个ABDCE的故事线。前两句构成了A部分，而现在回过头来填补背景（B）。

【4】 这是构建知识缺口基础的关键声明：“总输入及其……甲烷来源尚不明确。”这篇论文将更加清晰地定义这些内容。 

【5】 这有助于确立研究的重要性——我们需要填补知识缺口，以更好地管理来源和汇，减轻CH4对全球变暖的影响。 

【6】 这里是建立知识缺口的另一个关键点。CH4的来源难以测量，但主要的CH4汇是与OH自由基的反应，因此我们可以估算进入大气的CH4通量与通过与OH自由基反应的损失相等。这再次将OH自由基这一核心角色引入讨论。 

【7】 此时，作者已缩小到分子层面，强调了了解该反应速率常数的重要性：要理解进入大气的CH4总通量，我们需要知道其与OH的反应速率，这意味着我们需要知道该反应的速率常数。这对理解CH4在全球变暖中的整体作用至关重要。 

【8】 他们在这里完成了知识缺口的定义。在确认我们需要了解速率常数k1后，作者告诉我们，仅有三项研究尝试在现实温度下测量k1，且只有一项是在推测上适合大气反应的温度下进行的。我们需要在现实温度下对k1进行更好的测量，以理解大气中CH4的动态。这些作者迅速从全球缩小到微观层面，并且在每一步都明确了我们需要了解的内容。他们仅告诉我们已知的内容，以定义该知识的局限，而不是为了其本身的缘故。 

【9】 这是挑战的具体陈述，不幸的是，我认为它很乏味。在明确框定知识缺口及其重要性后，作者通过“我们研究了反应……”来陈述他们的挑战。显然，问题是“k1的值是多少？”但是如果说“我们在温度降低到230 K时测量了k1的值，使用了一种实验……”将更具体地定义知识缺口。这一弱的挑战突显了一个重要点：成功并不需要完美。这是一篇重要的论文。


这是一篇《自然》论文，因此相当简练——必须快速缩小范围并使用广泛的表述。在专业期刊的论文中，你有更多空间来展开引言，并可以更温和、全面地缩小范围。然而，你可能不会有同样严峻的任务，即从全球范围缩小到分子层面。不过，逐步缩小的过程是相同的——确保你不是在告诉我们关于一个主题的所有知识，而是发展每一步之间的逻辑联系，以框定知识缺口。

\section{糟糕的引言：未能定义问题}
一个好的引言可以定义一个问题，并缩小到一个有趣的问题。相比之下，一个软弱或糟糕的引言要么未能明确问题，要么试图在明确问题之前推销解决方案，因此缺乏好奇心。

\subsection{未能明确问题}
许多论文在定义问题时表现得不清晰。这些论文通常会提到问题所在，接着表示“little is known about this topic”，然后给出一些相关信息，最后以“our objectives were to carry out the following tasks”结束引言。这类写作在编辑的“新投稿”文件夹中很常见，但在“已接受”文件夹中则很少见。

这种引言写法的问题在于，它未能清晰地定义问题或突出解决方案的价值。从科学性、逻辑性和语言表达三个角度来看，这样的表达都不够有说服力：

从科学性角度来看，说“关于 X 知之甚少”往往是不真实的。我们中很少有人撰写的主题是之前没有数十甚至上百篇研究论文涉及过的。实际上，我们对所研究的主题已经了解了很多。尽管仍然存在重要的待解答问题，这些问题是我们研究的动力，但它们是基于大量已有知识基础上的具体问题。因此，当作者声称“知之甚少”时，往往会让人感觉作者对文献了解不足，或者夸大了情况。

从逻辑性角度来看，这样的表述也是不成立的。作者说“知之甚少”后，往往紧接着列举了许多已知信息。即使这些信息确实是现有知识的全部，它看起来也像是一种数据堆砌，与之前的论点相矛盾，让人看不出所谓的“少”。

从语言表达角度来看，这样的表述不够具体。“知之甚少”是一种模糊的表达——“少”到底有多少？如果你告诉我们已经知道六个相关点，那还算“少”吗？正因为语言模糊，这种论证缺乏说服力。要让表达有说服力，就必须具体说明——究竟有哪些方面我们还不知道？

为了明确问题，必须明确表达问题所在，如示例 6.1 中所示。他们并未简单地说“对 CH₄ 来源知之甚少”，因为这并不准确——实际上我们对 CH₄ 来源已经了解很多。相反，他们表示“来源尚未明确界定”，这是一种更为精确的表述，暗示“尽管总体模式已知，但重要细节尚未明晰”。这是真实反映当时知识状态的表达，也足以让论文发表在 Nature 上。一种具体、明确地定义小知识空白的陈述，比模糊、不明确的表达更能取得成功。

\subsection{在定义问题之前提出解决方案}
有时，作者会在明确问题之前就提出解决方案。在撰写论文的过程中，作者对研究主题过于熟悉，以至于觉得问题是显而易见的，结果忽略了清晰地提出问题。这导致作者往往将问题视为理所当然，而直接聚焦于他们的解决方案。这种情况可以称为“神奇小工具问题”，通过以下销售场景来说明：

“您好，女士，我正在出售新款 Buzco 神奇小工具。这款工具是您见过的最棒的工具——哎呀，我真不知道您没有它是怎么生活的！来，我来展示一下它的神奇功能。”

女士已经在想着如何打发推销员走了——还没来得及了解神奇小工具确实是一个可能值得购买的优秀工具。这位推销员试图直接推销解决方案，但她并不知道自己有需要解决的问题。这种策略可能对极有耐心的顾客有效，但通常只对那些已经熟悉“神奇小工具”的“社区”成员有吸引力。

对于大多数人来说，他们会像那位女士一样，对推销员直接关上门。如果你想推销神奇小工具，首先需要让我们意识到我们有一个问题需要解决：“您好，女士——您是否遇到过问题 X？有吗？您有解决办法吗？没有？那我有——让我向您展示，我们称之为 Buzco 神奇小工具。”

这样一来，神奇小工具就不再是空泛的宣传。更重要的是，这种方法能够吸引任何曾经遇到问题 X 的人，而不仅仅是那些听说过神奇小工具的人。它通过一开始提出许多人关心的问题（在开头明确受众），然后展示为什么我们需要一个神奇小工具（引言的主体部分），最后才介绍具体的产品（解决方案），从而吸引了我们的好奇心——“您有解决方案吗？它是如何工作的？”这种方法也更加具体——它明确指出了一个真实的问题及其解决方案。

如果您没有认识到科学写作中的“神奇小工具”问题，请考虑以下示例。

\begin{quote}
    例子6.12
    
    \textit{解决气候系统中化学、物理与生物复杂相互作用的挑战需要跨学科方法。我们提出利用复杂系统建模理论（CSMT）来应对这一挑战。CSMT 已被用于化学系统中的分子反应机制建模，以及细胞生物学中的生理通路建模……}
\end{quote}

这是典型的“神奇小工具”问题。这种开头假定读者已经了解 CSMT 所解决的问题，却未对此进行定义。它既没有描述复杂相互作用，也未说明其他方法在处理这些问题时的困难之处，更没有介绍 CSMT 方法或阐明其优于其他方法的原因。或许这些内容会在论文的后续部分提到，表明 CSMT 是一个我们关心的问题的解决方案，但如果读者事先未听说过 CSMT，很可能就已经对这篇论文关上了大门。要推销解决方案，首先需要推销问题。

\section{引言与文献综述的区别}
为了缩小主题范围并引导读者关注具体问题，有效的引言不能仅仅是对主题的文献综述。相反，由于需要说服读者问题的重要性，引言必须向读者展示我们尚未了解的内容及其重要性。

引言与文献综述的区别可能很微妙，因为两者都引用现有文献来讨论知识现状。但区别在于：文献综述搭建的是一堵“知识之墙”——描述已有知识，而引言聚焦于这堵墙中的“空洞”——描述未知。两者讲述不同的故事，推动研究的方式也不同。此外，引言使用现有文献的方式不同：它更关注界定知识边界的研究，而非核心知识。

如何判断自己写的是文献综述还是引言？可以看看你的重点是告诉读者“我们知道什么”还是“我们不知道什么”。在描述已知内容时，你是否用它来界定知识的边界？如果是，那么你在写引言；如果不是，你可能是在写文献综述。

一个明显的信号是：当你的引文出现在句首时。比如你写“Smith（2003）发现了 X”，还是“X 的发生（Smith 2003）”？前者讲述的是 Smith 和她的研究，后者则聚焦于自然现象及其规律。如果采用前者，你可能只是在罗列相关信息，而没有将其整合到一个故事中或框定知识空白。事实上，重要的信息几乎从来不是 “Smith 发现了什么”，而是 “她发现了什么”。因此，当你发现自己写下“Smith 发现……”这样的句子时，问问自己，是研究者本身重要，还是研究内容重要？如果不是前者，那么请改写句子以聚焦研究发现。这样可以帮助你收紧论证，突出知识空白。

当然，有时确实需要强调研究者本身。比如在讨论学术争议时：
\textit{“尽管 Smith（2003）报道了 X，Jones（2005）发现了 Y。”}
这表明目前尚无统一观点，而是存在多个个体的不同意见。若某研究者挑战了主流观点，你可能会写：
\textit{“尽管大多数研究表明 X（如 Smith，2003；Xu，2004），Jones（2005）提出了相反观点，并认为……”}

当两方阵营各有多个支持研究时，最好概括为：
\textit{“关于 X 的本质仍存在不确定性，一些研究表明 Y（Smith 2003，Xu 2004），而另一些研究则指出 Z（Arif 2005，Masukawa 2006）。”}

“Smith 发现 X”这种讨论方式很常见，特别是在早期草稿中。但这往往表明我们还没有完全整合信息，也没有明确为什么要呈现这些内容。这是一个信号，表明我们还停留在“信息堆砌”阶段，需要至少再进行一次重大修订。

大多数 OCAR 论文的引言采用简单的 O → C 流程，从开头到挑战逐步收窄，形成一个平滑的漏斗结构，以明确知识空白。相比之下，大多数研究提案的结构更类似于 ABDCE。它们在开头部分整体阐述研究工作的意义，并简要勾勒出知识空白。随后通过背景部分进一步细化和充实这一知识空白，从而为提案中的具体挑战提供论证。然而，这一背景部分并不是文献综述——它依然必须是引言的一部分。背景部分绝不能成为信息堆砌的地方，不需要把该领域的所有内容都呈现出来。如果某条信息对推进论述没有具体和明确的作用，就不需要包含。

引言的关键要素是开头和挑战。这是需要通过补充背景内容、形成漏斗结构来连接的“点”。这些内容的唯一目的，是向读者展示回答你的问题对解决整体问题为何至关重要。当读者读到挑战部分时，他们应感到你的问题是显而易见的，即使他们此前从未考虑过这些问题。

\section{练习}
\subsection{分析已发表的论文}
回到你正在分析的论文中，看看它们的引言部分，判断它们是否有效地界定了知识空白。引言是否有一个清晰的漏斗结构，从开篇的问题自然过渡到具体的问题？


\subsection{写一篇短文}
再看看你的小论文以及你小组的论文，评估引言中的漏斗部分——它是否明确界定了知识空白？如果没有，请修改引言，使其能够清晰地展现知识空白。